濡れた石はなぜ色が濃く見えるのでしょうか？

乾いた石の表面は、小さなくぼみや粒でざらざらしています。空気と石が接する境界ごとに光が四方へ跳ね返り、そのうちかなりの量が吸収される前にそのまま目に戻ってきます。そのため、乾いた石は白っぽく、淡い色に見えます。

水がくぼみを埋めると、境界が空気と石から、水と石へと変わります。水と石は、光が曲がる度合いが空気と比べて互いに近いため、光が散りにくくなり、石の奥へより多く入ります。奥まで入った光は、石の成分に吸収される機会が増えます。

1925年にスウェーデンのオングストロームが示した考えを、1988年にニュージーランドのビクトリア大学のレクナーとドルフが計算によって精緻化しました。ざらざらした石は光をさまざまな方向へ斜めに送り出しますが、水の膜の上側の水面に浅すぎる角度で当たった光は、空気中へ出られず、再び下へ反射されます。これを全反射といいます。

戻された光はもう一度石に当たり、そのたびに一部が吸収されます。何度か行き来するうちに目に届く光が減り、石の色が濃く見えます。二つの効果を組み込んだ計算は、実際の測定値とよく一致しました。

水が光を吸い込むために暗くなると考えがちですが、薄い水の膜は光をほとんど吸収しません。光を吸収するのは石そのもので、水は光が石にとどまる時間を長くしているだけです。そのため、乾けば元の色がそのまま戻ります。

同じ理由で、石がざらざらしているほど違いが大きく、ガラスや滑らかに磨いた石のように均一な表面は、濡れてもほとんど変わりません。滑らかな面は鏡のように光を一方向へ跳ね返すため、水の膜に閉じ込められる光が少ないのです。

水で濡らすと、表面で白っぽく散っていた光が減り、色がより濃く鮮やかに見えます。石を磨いてつやを出した面の色が濃く見えるのも、表面で散る光が減るためです。そのため、床に敷く石や水石を選ぶときに水を軽くかけてみると、つやを出したときの色をある程度前もって見当づけられます。

砂浜で波が届く場所だけが暗く見えることも、Ｔシャツに水がはねたところだけ色が濃くなることも、同じ現象です。濃い跡が残っていれば、そこはまだ乾ききっていないという印でもあります。